JPH1054823A - Method and apparatus for recognizing molecule - Google Patents

Method and apparatus for recognizing molecule

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JPH1054823A
JPH1054823A JP21174096A JP21174096A JPH1054823A JP H1054823 A JPH1054823 A JP H1054823A JP 21174096 A JP21174096 A JP 21174096A JP 21174096 A JP21174096 A JP 21174096A JP H1054823 A JPH1054823 A JP H1054823A
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JP
Japan
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cyclic voltammogram
molecule
molecules
voltage
shape
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Application number
JP21174096A
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Japanese (ja)
Inventor
Atsushi Mizusawa
厚志 水沢
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Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To simplify necessary operations, eliminate the need for preparing many kinds of reagents and surely recognize molecules, by recognizing molecules based on a cyclic voltammogram. SOLUTION: A solution including molecules to be measured is dropped onto an electrode main body 1 of a conductive substance, and a voltage is impressed between a pair of electrodes of the main body 1. The voltage is increased or decreased with a predetermined rate by a potentiostat (voltage sweep means) 2. A graph formation part 3 forms a cyclic voltammogram with the use of inputs of the impressed voltage from the potentiostat 2 and a current taken out from the main body 1. A recognition part 4 receiving an input of the formed cyclic voltammogram carries out a predetermined process (pattern-matching, etc.) and outputs a recognition result of molecules (solid isomer recognition result). In this manner, molecules can be simply and surely recognized without requiring a dilution process or the like, and even a concentration of molecules can be detected.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は分子認識方法およ
びその装置に関し、さらに詳細にいえば、同じ分子式で
表される糖の立体異性体を認識するために好適な方法お
よびその装置に関する。
The present invention relates to a method and an apparatus for recognizing a molecule, and more particularly to a method and an apparatus suitable for recognizing a stereoisomer of a sugar represented by the same molecular formula.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、立体異性体の種類が多い物
質、特に糖の種類を特定する方法として、旋光度(po
larization)を測定する方法(カークオスマ
ーVol.21,p.871参照)が知られている。ま
た、立体異性体の種類が多い物質、特に糖の種類と量
(濃度)を測定する方法として、滴定法(Lane a
ndEynon Method、カークオスマーVo
l.21,p.873参照)が知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a method for specifying a substance having many kinds of stereoisomers, particularly a kind of sugar, an optical rotation (po) is used.
A method for measuring the ligation (see Kirk Osmer Vol. 21, p. 871) is known. As a method for measuring the type and amount (concentration) of a substance having a large number of stereoisomers, in particular, a sugar, a titration method (Lane a
ndEynon Method, Kirk Osmer Vo
l. 21, p. 873).

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかし、旋光度を測定
する方法を採用する場合には、1.44mol/lとい
う高濃度の糖溶液が必要である。そして、1.44mo
l/lという高濃度の糖溶液を得るために、濃縮処理な
どを行うことが必要になり、作業が著しく煩雑になって
しまうという不都合がある。具体的には、濃縮処理は、
希釈処理と異なり、溶液の量を減少させる処理であるか
ら、溶液を追加すれば足りる希釈処理と比較して、溶液
の量の減少は短時間では達成できず、しかも、濃縮倍率
が高くなれば減少させるべき溶液の量が著しく多くなっ
てしまうのである。
However, when a method for measuring the optical rotation is adopted, a sugar solution having a high concentration of 1.44 mol / l is required. And 1.44mo
In order to obtain a sugar solution having a high concentration of 1 / l, it is necessary to perform a concentration treatment or the like, which disadvantageously complicates the operation. Specifically, the concentration process
Unlike the dilution process, this is a process that reduces the amount of the solution.Thus, compared to the dilution process that requires only adding a solution, the reduction in the amount of the solution cannot be achieved in a short time, and if the concentration ratio is high, The amount of solution to be reduced is significantly increased.

【0004】また、滴定法を採用する場合には、糖溶液
の滴下量が所定量になった時点で所定の発色が認められ
るという原理に基づいているのであるから、立体異性体
の種類に応じて多種の試薬が必要になる。したがって、
多種の試薬を準備しておくという作業が必要になるとと
もに、各試薬毎に所定量の糖溶液を滴下しなければなら
ないので、作業が著しく煩雑になってしまうという不都
合がある。
In addition, the titration method is based on the principle that a predetermined color is recognized when the amount of the sugar solution dropped reaches a predetermined amount, so that it depends on the type of stereoisomer. And various kinds of reagents are required. Therefore,
The operation of preparing various kinds of reagents is required, and a predetermined amount of the sugar solution must be dropped for each reagent, so that the operation becomes extremely complicated.

【0005】[0005]

【発明の目的】この発明は上記の問題点に鑑みてなされ
たものであり、必要な作業を著しく簡素化することがで
きるとともに、多種の試薬を準備しておく必要がなく、
しかも分子を確実に認識することができる分子認識方法
およびその装置を提供することを第1の目的とし、分子
の量をも検出することができる分子認識方法およびその
装置を提供することを第2の目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and can greatly simplify the necessary work, and does not require preparing various kinds of reagents.
Moreover, it is a first object of the present invention to provide a method and an apparatus for recognizing a molecule capable of reliably recognizing a molecule, and to provide a method and an apparatus for recognizing a molecule capable of detecting the amount of a molecule. The purpose is.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】請求項1の分子認識方法
は、測定対象分子を含む電解質溶液に対して所定の割合
で増減する電圧を印加し続け、この状態において電流を
取り出してサイクリックボルタモグラムを得、得られた
サイクリックボルタモグラムの形状に基づいて分子を認
識する方法である。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for recognizing a molecule, the method comprising: continuously applying a voltage increasing or decreasing at a predetermined rate to an electrolyte solution containing a molecule to be measured; And recognizing the molecule based on the shape of the obtained cyclic voltammogram.

【0007】請求項2の分子認識方法は、測定対象分子
を含む溶液として電解質溶液を採用する方法である。請
求項3の分子認識方法は、分子のそれぞれに対応させて
サイクリックボルタモグラムの形状を予め得ておき、前
記得られたサイクリックボルタモグラムの形状が何れの
サイクリックボルタモグラムの形状とマッチするかを判
定し、この判定結果に基づいて分子を認識する方法であ
る。
The molecular recognition method according to a second aspect is a method in which an electrolyte solution is used as the solution containing the molecules to be measured. In the molecular recognition method according to the third aspect, a cyclic voltammogram shape is obtained in advance for each of the molecules, and it is determined which cyclic voltammogram shape matches the obtained cyclic voltammogram shape. However, this is a method of recognizing a molecule based on the determination result.

【0008】請求項4の分子認識方法は、前記得られた
サイクリックボルタモグラムの上向きの突出部の面積値
に基づいて分子の濃度をも検出する方法である。請求項
5の分子認識装置は、測定対象分子を含む電解質溶液に
対して電圧を印加し、かつこの状態において電流を取り
出す電極手段と、前記電圧を所定の割合で増減させる電
圧スイープ手段と、印加電圧および取り出された電流に
基づいてサイクリックボルタモグラムを得る視覚化手段
と、得られたサイクリックボルタモグラムの形状に基づ
いて分子を認識する認識手段とを含んでいる。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for detecting a concentration of a molecule on the basis of an area value of an upward projection of the cyclic voltammogram obtained. The molecular recognition device according to claim 5, wherein a voltage is applied to the electrolyte solution containing the molecules to be measured, and an electrode means for taking out a current in this state, a voltage sweep means for increasing or decreasing the voltage at a predetermined rate, It includes visualization means for obtaining a cyclic voltammogram based on the voltage and the extracted current, and recognition means for recognizing a molecule based on the shape of the obtained cyclic voltammogram.

【0009】請求項6の分子認識装置は、測定対象分子
を含む溶液として電解質溶液を採用している。請求項7
の分子認識装置は、前記認識手段として、分子のそれぞ
れに対応させてサイクリックボルタモグラムの形状を予
め得ておき、前記得られたサイクリックボルタモグラム
の形状が何れのサイクリックボルタモグラムの形状とマ
ッチするかを判定し、この判定結果に基づいて分子を認
識するものを採用している。
[0009] The molecular recognition device according to claim 6 employs an electrolyte solution as the solution containing the molecules to be measured. Claim 7
The molecular recognition device of the present invention, as the recognition means, previously obtains the shape of a cyclic voltammogram corresponding to each of the molecules, and the shape of the obtained cyclic voltammogram matches with which cyclic voltammogram shape. Is determined, and a molecule that recognizes a molecule based on the determination result is adopted.

【0010】請求項8の分子認識装置は、前記得られた
サイクリックボルタモグラムの上向きの突出部の面積値
に基づいて分子の濃度を検出する濃度検出手段をさらに
含んでいる。
[0010] The molecular recognition device according to claim 8 further includes a concentration detecting means for detecting the concentration of the molecule based on the area value of the upward projection of the obtained cyclic voltammogram.

【0011】[0011]

【作用】請求項1の分子認識方法であれば、測定対象分
子を含む溶液に対して所定の割合で増減する電圧を印加
し続け、この状態において電流を取り出してサイクリッ
クボルタモグラムを得、得られたサイクリックボルタモ
グラムの形状に基づいて分子を認識するのであるから、
希釈処理などを必要とせず、しかも多種の試薬も必要と
せず、簡単に、かつ確実に分子を認識することができ
る。
According to the molecular recognition method of the present invention, a voltage that increases or decreases at a predetermined rate is continuously applied to a solution containing a molecule to be measured, and in this state, a current is taken out to obtain a cyclic voltammogram. Because it recognizes molecules based on the shape of the cyclic voltammogram
The molecules can be easily and reliably recognized without the need for a dilution treatment or the like, and without the need for various reagents.

【0012】請求項2の分子認識方法であれば、測定対
象分子が単糖である場合に、単糖の分解を促進すること
ができるほか、請求項1と同様の作用を達成することが
できる。請求項3の分子認識方法であれば、分子のそれ
ぞれに対応させてサイクリックボルタモグラムの形状を
予め得ておき、前記得られたサイクリックボルタモグラ
ムの形状が何れのサイクリックボルタモグラムの形状と
マッチするかを判定し、この判定結果に基づいて分子を
認識するのであるから、請求項1または請求項2と同様
の作用を達成することができる。
According to the molecular recognition method of the second aspect, when the molecule to be measured is a monosaccharide, the decomposition of the monosaccharide can be promoted, and the same effect as that of the first aspect can be achieved. . According to the molecular recognition method of claim 3, the shape of the cyclic voltammogram is obtained in advance for each molecule, and the shape of the obtained cyclic voltammogram matches with the shape of the cyclic voltammogram. Is determined, and the molecule is recognized based on the result of the determination. Therefore, the same operation as that of claim 1 or claim 2 can be achieved.

【0013】請求項4の分子認識方法であれば、前記得
られたサイクリックボルタモグラムの上向きの突出部の
面積値に基づいて分子の濃度をも検出するのであるか
ら、請求項1から請求項3の何れかの作用に加え、分子
の濃度をも簡単に、かつ確実に検出することができる。
請求項5の分子認識装置であれば、電極手段によって、
測定対象分子を含む溶液に対して電圧を印加し、かつこ
の状態において電流を取り出す。そして、電圧スイープ
手段によって前記電圧を所定の割合で増減させ、電圧の
増減に対応して取り出される電流に基づいて視覚化手段
によってサイクリックボルタモグラムを得、認識手段に
よって、得られたサイクリックボルタモグラムの形状に
基づいて分子を認識する。したがって、希釈処理などを
必要とせず、しかも多種の試薬も必要とせず、簡単に、
かつ確実に分子を認識することができる。
According to the molecular recognition method of the present invention, the concentration of the molecule is also detected based on the area value of the upward projection of the obtained cyclic voltammogram. In addition to the above-mentioned effects, the concentration of the molecule can be easily and reliably detected.
In the case of the molecular recognition device according to claim 5, by the electrode means,
A voltage is applied to the solution containing the molecules to be measured, and a current is taken out in this state. Then, the voltage is increased / decreased at a predetermined rate by voltage sweep means, a cyclic voltammogram is obtained by the visualization means based on the current taken in accordance with the increase / decrease of the voltage, and the obtained cyclic voltammogram is obtained by the recognition means. Recognize molecules based on shape. Therefore, there is no need for dilution, etc., and no need for various reagents.
In addition, molecules can be reliably recognized.

【0014】請求項6の分子認識装置であれば、測定対
象分子が単糖である場合に、単糖の分解を促進すること
ができるほか、請求項5と同様の作用を達成することが
できる。請求項7の分子認識装置であれば、前記認識手
段として、分子のそれぞれに対応させてサイクリックボ
ルタモグラムの形状を予め得ておき、前記得られたサイ
クリックボルタモグラムの形状が何れのサイクリックボ
ルタモグラムの形状とマッチするかを判定し、この判定
結果に基づいて分子を認識するものを採用しているの
で、請求項5または請求項6と同様の作用を達成するこ
とができる。
According to the molecular recognition device of the present invention, when the molecule to be measured is a monosaccharide, the decomposition of the monosaccharide can be promoted, and the same operation as that of the present invention can be achieved. . In the molecular recognition device according to claim 7, as the recognition means, a cyclic voltammogram shape is obtained in advance in correspondence with each of the molecules, and the obtained cyclic voltammogram shape is any of the cyclic voltammograms. Since it is determined whether the shape matches the shape and the molecule is recognized based on the result of the determination, the same operation as in the fifth or sixth aspect can be achieved.

【0015】請求項8の分子認識装置であれば、前記得
られたサイクリックボルタモグラムの上向きの突出部の
面積値に基づいて分子の濃度を検出する濃度検出手段を
さらに含んでいるので、請求項5から請求項8の何れか
の作用に加え、分子の濃度をも簡単に、かつ確実に検出
することができる。
According to the eighth aspect of the present invention, the molecular recognition apparatus further comprises a concentration detecting means for detecting the concentration of the molecule based on the area value of the upward projection of the obtained cyclic voltammogram. In addition to the effect of any of the fifth to eighth aspects, the concentration of the molecule can be easily and reliably detected.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、添付図面によってこの発明
の実施の態様を詳細に説明する。図1はこの発明の分子
認識装置の一実施態様を示す概略図である。この分子認
識装置は、導電性物質からなる電極を有する電極本体
(電極手段)1と、電極本体1の1対の電極間に電圧を
印加するとともに、この印加電圧を所定の割合で増減さ
せるポテンシオスタット(電圧スイープ手段)2と、ポ
テンシオスタット2による印加電圧と電極手段1から取
り出された電流とを入力としてサイクリックボルタモグ
ラムを作成するグラフ作成部(視覚化手段)3と、作成
されたサイクリックボルタモグラムを入力として所定の
処理(パターンマッチング処理など)を行って分子認識
結果(立体異性体認識結果)を出力する認識部4とを有
している。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of the molecular recognition device of the present invention. The molecular recognition device applies a voltage between an electrode body (electrode means) 1 having an electrode made of a conductive substance and a pair of electrodes of the electrode body 1, and increases or decreases the applied voltage at a predetermined rate. Ostat (voltage sweeping means) 2, a graph creating unit (visualizing means) 3 for creating a cyclic voltammogram using the voltage applied by the potentiostat 2 and the current extracted from the electrode means 1 as inputs. A recognition unit 4 that performs predetermined processing (such as pattern matching processing) using the cyclic voltammogram as input and outputs a molecular recognition result (stereoisomer recognition result).

【0017】前記電極本体1は、互いに絶縁された2つ
もしくは3つの電極(作用極、対向極もしくは作用極、
対向極、参照極)を有しており、各電極、特に作用極
は、貴金属(白金、金、イリジウム、ロジウムなど)か
らなるもの、貴金属の合金からなるものが採用可能であ
り、このような電極を採用している場合には、電極本体
1を反復的に使用することができる。ただし、電極本体
1を1回だけ使用する場合には、各電極は、鉄、コバル
ト、ニッケルなどからなるものが採用可能である。前記
対向極としては、例えば、銀からなるものが採用され
る。また、前記電極のうち、作用極として白金製のもの
を採用する場合には、例えば、面積が0.227cm2
の微小なものを採用すればよい。
The electrode body 1 comprises two or three electrodes (working electrode, counter electrode or working electrode,
Each of the electrodes, particularly the working electrode, can be made of a noble metal (platinum, gold, iridium, rhodium, etc.) or one made of a noble metal alloy. When electrodes are employed, the electrode body 1 can be used repeatedly. However, when the electrode body 1 is used only once, each electrode can be made of iron, cobalt, nickel, or the like. As the counter electrode, for example, one made of silver is employed. When a platinum electrode is used as the working electrode, for example, the electrode has an area of 0.227 cm 2.
May be used.

【0018】前記ポテンシオスタット2は、前記1対の
電極間に印加される電圧を、例えば、50mV/sec
の割合で増加させ、次いで、同じ割合で減少させ、再び
同じ割合で増加させるものである。前記グラフ作成部3
は、ポテンシオスタット2による印加電圧と、電極本体
1から取り出される電流とを入力として、例えば、横軸
を印加電圧(認識対象物質の電位に対する電位)とし、
縦軸を取り出し電流とするサイクリックボルタモグラム
を作成するものである。
The potentiostat 2 adjusts the voltage applied between the pair of electrodes to, for example, 50 mV / sec.
, Then decrease at the same rate and increase again at the same rate. The graph creation unit 3
With the applied voltage by the potentiostat 2 and the current taken out of the electrode body 1 as inputs, for example, the horizontal axis is the applied voltage (potential with respect to the potential of the target substance),
This is to create a cyclic voltammogram in which the vertical axis is the extracted current.

【0019】前記認識部4は、認識対象物質(認識対象
分子)を含む立体異性体のサイクリックボルタモグラム
を基準サイクリックボルタモグラムとして予め保持して
おき、グラフ作成部3により作成されたサイクリックボ
ルタモグラムが何れの基準サイクリックボルタモグラム
とマッチするかを判定し、この判定結果に応答して認識
結果を出力するものである。ただし、好ましくは、立体
異性体の種類および濃度に対応させて基準サイクリック
ボルタモグラムを予め保持しておくことが好ましい。
The recognizing unit 4 holds a cyclic voltammogram of a stereoisomer containing a substance to be recognized (recognition target molecule) as a reference cyclic voltammogram in advance, and stores the cyclic voltammogram generated by the graph preparing unit 3. It is determined which reference cyclic voltammogram matches, and a recognition result is output in response to this determination result. However, it is preferable that the reference cyclic voltammogram be retained in advance in correspondence with the type and concentration of the stereoisomer.

【0020】[0020]

【実施例】0.1M(=100mM=0.1mol/
l)の単糖の水溶液7種類を用意する。なお、単糖はC
6126の分子式で表されるが、16種類以上の立体異
性体が存在することが知られている。そして、これらの
立体異性体のうち、入手し易い7種類の立体異性体(D
−グルコース、D−マンノース、D−ガラクトース、D
−タロース、D−アロース、D−フルクトース)を採用
する。
EXAMPLES 0.1 M (= 100 mM = 0.1 mol /
1) Seven types of aqueous solutions of the monosaccharide are prepared. The monosaccharide is C
Although represented by the molecular formula of 6 H 12 O 6 , it is known that there are 16 or more stereoisomers. Then, among these stereoisomers, seven easily available stereoisomers (D
-Glucose, D-mannose, D-galactose, D
-Talose, D-allose, D-fructose).

【0021】そして、前記の各単糖の水溶液を前記電極
本体1上に滴下する。ここで、滴下される単糖水溶液は
30μlであり、さらに同量の電解液が滴下される。こ
こで、電解液を滴下するのは、単糖の分解を促進するた
めである。また、単糖水溶液と電解液との滴下順序は何
れが先であってもよく、また、予め両者を混合しておい
たものを滴下するようにしてもよい。
Then, the aqueous solution of each monosaccharide is dropped on the electrode body 1. Here, the amount of the aqueous monosaccharide solution to be dropped is 30 μl, and the same amount of the electrolytic solution is further dropped. Here, the reason why the electrolytic solution is dropped is to promote the decomposition of the monosaccharide. In addition, the order of dropping the monosaccharide aqueous solution and the electrolytic solution may be any order, or a mixture of both may be dropped in advance.

【0022】この状態において、ポテンシオスタット2
を用いて電極本体1に印加する電圧を50mV/sec
の割合で増加させた後に同じ割合で減少させ、その後、
印加電圧の増減を反復させることにより、前記立体異性
体のそれぞれについて基準サイクリックボルタモグラム
を得たところ、D−グルコース、D−マンノース、D−
ガラクトース、D−タロース、D−アロース、D−フル
クトースのそれぞれについて図2から図7に示すサイク
リックボルタモグラムを得ることができる。なお、図2
から図7のサイクリックボルタモグラムは、電極本体1
に対する印加電圧の増加、減少を2回反復した場合を示
している。そして、各サイクリックボルタモグラムのう
ち、(A)で示すグラフ(サイクリックボルタモグラム
のうち、上側のグラフ)が印加電圧の増加に対応してい
るとともに、(B)で示すグラフ(サイクリックボルタ
モグラムのうち、下側のグラフ)が印加電圧の減少に対
応している。これらのサイクリックボルタモグラムから
明らかなように、印加電圧の増加時に対応するグラフは
1回目と2回目との間で高い一致を示しているのに対し
て、印加電圧の減少時に対応するグラフは1回目と2回
目との間で大きなばらつきを示している。したがって、
サイクリックボルタモグラムの全体ではなく、サイクリ
ックボルタモグラムのうち、上側のグラフのみを基準サ
イクリックボルタモグラフとして採用することが好まし
く、立体異性体の認識確率を高めることができる。
In this state, the potentiostat 2
To apply a voltage of 50 mV / sec to the electrode body 1 using
, Then decrease at the same rate,
By repeatedly increasing and decreasing the applied voltage, a standard cyclic voltammogram was obtained for each of the stereoisomers, and D-glucose, D-mannose, D-glucose were obtained.
The cyclic voltammograms shown in FIGS. 2 to 7 can be obtained for each of galactose, D-talose, D-allose, and D-fructose. Note that FIG.
The cyclic voltammogram of FIG.
2 shows a case where the increase and decrease of the applied voltage with respect to are repeated twice. Then, among the cyclic voltammograms, the graph shown in (A) (upper graph in the cyclic voltammogram) corresponds to the increase in applied voltage, and the graph shown in (B) (in the cyclic voltammogram) , Lower graph) corresponds to the decrease in the applied voltage. As is clear from these cyclic voltammograms, the graph corresponding to the increase in the applied voltage shows a high agreement between the first and second times, whereas the graph corresponding to the decrease in the applied voltage is 1 A large variation is shown between the second time and the second time. Therefore,
It is preferable to adopt only the upper graph of the cyclic voltammogram, not the entire cyclic voltammogram, as the reference cyclic voltammogram, and it is possible to increase the recognition probability of the stereoisomer.

【0023】したがって、その後は、未知の単糖を含む
水溶液(100mM)および電解液を電極本体1上に滴
下し、同様にしてサイクリックボルタモグラムを得、前
記の基準サイクリックボルタモグラムとのマッチングを
とることにより、未知の単糖の認識を達成することがで
きる。なお、ここで、単糖の立体異性体であることは、
単糖としての一般的な性質を測定することにより確認す
ることができる。
Therefore, thereafter, an aqueous solution (100 mM) containing an unknown monosaccharide and an electrolytic solution are dropped on the electrode body 1 to obtain a cyclic voltammogram in the same manner, and matching with the reference cyclic voltammogram is performed. Thereby, recognition of an unknown monosaccharide can be achieved. Here, being a stereoisomer of a monosaccharide,
It can be confirmed by measuring general properties as a monosaccharide.

【0024】なお、以上には単糖の濃度を100mMに
設定しているが、1M〜0.01Mの範囲に設定すれば
よい。また、前記電解液は、酸性、アルカリ性、中性の
何れであってもよい。図8から図11はD−グルコース
水溶液の濃度をそれぞれ30mM、20mM、10m
M、5mMに設定し、これらの水溶液を電極本体1上に
滴下して得たサイクリックボルタモグラムを示す図であ
る。
In the above description, the concentration of the monosaccharide is set to 100 mM, but may be set to a range of 1M to 0.01M. Further, the electrolyte may be acidic, alkaline, or neutral. 8 to 11 show that the concentrations of the D-glucose aqueous solution were 30 mM, 20 mM, and 10 mM, respectively.
It is a figure which shows the cyclic voltammogram obtained by setting these M and 5 mM and dripping these aqueous solutions on the electrode main body 1.

【0025】D−グルコース水溶液のサイクリックボル
タモグラムは、模式的には、例えば、図12に示す形状
になり、酸化のピークとしてA,B,Cの3つが得られ
る。これらのうち、中央の2つの上向きピークB,Cを
含む曲線部分とこの曲線部分の裾野の接線とで囲まれる
部分(斜線を施した部分)の面積が酸化電荷量であり、
前記4種類のD−グルコース濃度に対応して酸化電荷量
を計算したところ、図13に示すように、D−グルコー
ス濃度に対して高い直線性を示すことが分かった。した
がって、サイクリックボルタモグラムが得られた場合
に、前述のようにして基準ボルタモグラフとのマッチン
グをとることにより立体異性体を認識することができ、
しかも、前記ピークB,Cを含む曲線部分と該当する接
線とで囲まれる部分の面積の和を算出することにより、
立体異性体の濃度を測定することかできる。
The cyclic voltammogram of the D-glucose aqueous solution typically has, for example, the shape shown in FIG. 12, and three peaks A, B, and C are obtained as oxidation peaks. Among these, the area of a portion (shaded portion) surrounded by a curved portion including the two upward peaks B and C at the center and a tangent at the base of the curved portion is an oxidized charge amount,
When the amount of oxidized charge was calculated in accordance with the four types of D-glucose concentrations, as shown in FIG. 13, it was found that the linearity was high with respect to the D-glucose concentration. Therefore, when a cyclic voltammogram is obtained, stereoisomers can be recognized by matching with the reference voltammograph as described above,
In addition, by calculating the sum of the areas of the portion surrounded by the curved portion including the peaks B and C and the corresponding tangent,
The concentration of the stereoisomer can be measured.

【0026】なお、この発明は、単糖以外の物質の立体
異性体の認識に適用できることはもちろんであるほか、
これらの濃度測定にも適用できることはもちろんであ
る。例えば、0.5mMの尿酸(0.5mMは血中の尿
酸の濃度のほぼ最大値)のサイクリックボルタモグラム
は図14に示すとおりであり、0.1mMのアスコルビ
ン酸(0.1mMは血中のアスコルビン酸の濃度の最大
値以上)のサイクリックボルタモグラフは図15に示す
とおりである。
The present invention can of course be applied to the recognition of stereoisomers of substances other than monosaccharides.
Of course, it can be applied to these concentration measurements. For example, a cyclic voltammogram of 0.5 mM uric acid (0.5 mM is almost the maximum concentration of uric acid in blood) is as shown in FIG. 14, and 0.1 mM ascorbic acid (0.1 mM is in blood). The cyclic voltammogram of the concentration of ascorbic acid (not less than the maximum value of ascorbic acid) is as shown in FIG.

【0027】[0027]

【発明の効果】請求項1の発明は、希釈処理などを必要
とせず、しかも多種の試薬も必要とせず、簡単に、かつ
確実に分子を認識することができるという特有の効果を
奏する。請求項2の発明は、請求項1の効果に加え、測
定対象物質が単糖である場合に単糖の分解を促進するこ
とができるという特有の効果を奏する。
According to the first aspect of the present invention, there is provided a unique effect that a molecule can be easily and reliably recognized without the need for a dilution treatment or the like, and without requiring various kinds of reagents. The invention of claim 2 has a unique effect that, in addition to the effect of claim 1, when the substance to be measured is a monosaccharide, the decomposition of the monosaccharide can be promoted.

【0028】請求項3の発明は、請求項1または請求項
2と同様の効果を奏する。請求項4の発明は、請求項1
から請求項3の何れかの効果に加え、分子の濃度をも簡
単に、かつ確実に検出することができるという特有の効
果を奏する。請求項5の発明は、希釈処理などを必要と
せず、しかも多種の試薬も必要とせず、簡単に、かつ確
実に分子を認識することができるという特有の効果を奏
する。
The third aspect of the invention has the same effect as the first or second aspect. The invention of claim 4 is claim 1
In addition to the effect of any one of the third to third aspects, a unique effect that the concentration of a molecule can be detected easily and reliably can be obtained. The invention of claim 5 has a unique effect that the molecule can be easily and reliably recognized without the need for a dilution treatment or the like and without the need for various kinds of reagents.

【0029】請求項6の発明は、請求項5の効果に加
え、測定対象物質が単糖である場合に単糖の分解を促進
することができるという特有の効果を奏する。請求項7
の発明は、請求項5または請求項6と同様の効果を奏す
る。請求項8の発明は、請求項5から請求項7の何れか
の効果に加え、分子の濃度をも簡単に、かつ確実に検出
することができるという特有の効果を奏する。
The invention of claim 6 has a specific effect that, in addition to the effect of claim 5, when the substance to be measured is a monosaccharide, the decomposition of the monosaccharide can be promoted. Claim 7
The present invention has the same effect as the fifth or sixth aspect. The invention of claim 8 has a unique effect that the concentration of a molecule can be easily and reliably detected in addition to the effect of any of claims 5 to 7.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の分子認識装置の一実施態様を示す概
略図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing one embodiment of a molecular recognition device of the present invention.

【図2】D−グルコースのサイクリックボルタモグラム
を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a cyclic voltammogram of D-glucose.

【図3】D−マンノースのサイクリックボルタモグラム
を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a cyclic voltammogram of D-mannose.

【図4】D−ガラクトースのサイクリックボルタモグラ
ムを示す図である。
FIG. 4 is a diagram showing a cyclic voltammogram of D-galactose.

【図5】D−タロースのサイクリックボルタモグラムを
示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a cyclic voltammogram of D-talose.

【図6】D−アロースのサイクリックボルタモグラムを
示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a cyclic voltammogram of D-allose.

【図7】D−フルクトースのサイクリックボルタモグラ
ムを示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing a cyclic voltammogram of D-fructose.

【図8】D−グルコース水溶液の濃度を30mMに設定
し、この水溶液を電極本体上に滴下して得たサイクリッ
クボルタモグラムを示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a cyclic voltammogram obtained by setting the concentration of a D-glucose aqueous solution to 30 mM and dropping the aqueous solution onto an electrode body.

【図9】D−グルコース水溶液の濃度を20mMに設定
し、この水溶液を電極本体上に滴下して得たサイクリッ
クボルタモグラムを示す図である。
FIG. 9 is a diagram showing a cyclic voltammogram obtained by setting the concentration of a D-glucose aqueous solution to 20 mM and dropping the aqueous solution onto an electrode body.

【図10】D−グルコース水溶液の濃度を10mMに設
定し、この水溶液を電極本体上に滴下して得たサイクリ
ックボルタモグラムを示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing a cyclic voltammogram obtained by setting the concentration of a D-glucose aqueous solution to 10 mM and dropping the aqueous solution onto an electrode body.

【図11】D−グルコース水溶液の濃度を5mMに設定
し、この水溶液を電極本体上に滴下して得たサイクリッ
クボルタモグラムを示す図である。
FIG. 11 is a diagram showing a cyclic voltammogram obtained by setting the concentration of a D-glucose aqueous solution to 5 mM and dropping the aqueous solution onto an electrode body.

【図12】D−グルコース水溶液のサイクリックボルタ
モグラムを模式的に示す図である。
FIG. 12 is a diagram schematically showing a cyclic voltammogram of a D-glucose aqueous solution.

【図13】D−グルコース濃度と酸化電荷量との関係を
示す図である。
FIG. 13 is a graph showing the relationship between D-glucose concentration and oxidized charge.

【図14】尿酸水溶液の濃度を0.5mMに設定し、こ
の水溶液を電極本体上に滴下して得たサイクリックボル
タモグラムを示す図である。
FIG. 14 is a view showing a cyclic voltammogram obtained by setting the concentration of a uric acid aqueous solution to 0.5 mM and dropping the aqueous solution onto an electrode body.

【図15】アスコルビン酸水溶液の濃度を0.1mMに
設定し、この水溶液を電極本体上に滴下して得たサイク
リックボルタモグラムを示す図である。
FIG. 15 is a diagram showing a cyclic voltammogram obtained by setting the concentration of an aqueous solution of ascorbic acid to 0.1 mM and dropping the aqueous solution onto an electrode body.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電極本体 2 ポテンシオスタット 3 グラフ作成部 4 認識部 Reference Signs List 1 electrode body 2 potentiostat 3 graph creation unit 4 recognition unit

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 測定対象分子を含む溶液に対して所定の
割合で増減する電圧を印加し続け、この状態において電
流を取り出してサイクリックボルタモグラムを得、得ら
れたサイクリックボルタモグラムの形状に基づいて分子
を認識することを特徴とする分子認識方法。
1. A voltage that increases or decreases at a predetermined rate is continuously applied to a solution containing a molecule to be measured. In this state, a current is taken out to obtain a cyclic voltammogram, and based on the shape of the obtained cyclic voltammogram. A molecular recognition method comprising recognizing a molecule.
【請求項2】 測定対象分子を含む溶液は電解質溶液で
ある請求項1に記載の分子認識方法。
2. The method according to claim 1, wherein the solution containing the molecules to be measured is an electrolyte solution.
【請求項3】 分子のそれぞれに対応させてサイクリッ
クボルタモグラムの形状を予め得ておき、前記得られた
サイクリックボルタモグラムの形状が何れのサイクリッ
クボルタモグラムの形状とマッチするかを判定し、この
判定結果に基づいて分子を認識する請求項1または請求
項2に記載の分子認識方法。
3. A cyclic voltammogram shape is obtained in advance corresponding to each of the molecules, and it is determined which cyclic voltammogram shape matches the obtained cyclic voltammogram shape. The molecular recognition method according to claim 1 or 2, wherein the molecule is recognized based on the result.
【請求項4】 前記得られたサイクリックボルタモグラ
ムの上向きの突出部の面積値に基づいて分子の濃度をも
検出する請求項1から請求項3の何れかに記載の分子認
識方法。
4. The molecule recognition method according to claim 1, wherein the concentration of the molecule is also detected based on the area value of the upward protrusion of the cyclic voltammogram obtained.
【請求項5】 測定対象分子を含む溶液に対して電圧を
印加し、かつこの状態において電流を取り出す電極手段
(1)と、前記電圧を所定の割合で増減させる電圧スイ
ープ手段(2)と、印加電圧および取り出された電流に
基づいてサイクリックボルタモグラムを得る視覚化手段
(3)と、得られたサイクリックボルタモグラムの形状
に基づいて分子を認識する認識手段(4)とを含むこと
を特徴とする分子認識装置。
5. An electrode means (1) for applying a voltage to a solution containing molecules to be measured and extracting current in this state, and a voltage sweep means (2) for increasing or decreasing the voltage at a predetermined rate. A visualization unit (3) for obtaining a cyclic voltammogram based on the applied voltage and the extracted current; and a recognition unit (4) for recognizing a molecule based on the shape of the obtained cyclic voltammogram. Molecular recognition device.
【請求項6】 測定対象分子を含む溶液は電解質溶液で
ある請求項5に記載の分子認識装置。
6. The molecular recognition device according to claim 5, wherein the solution containing the molecules to be measured is an electrolyte solution.
【請求項7】 前記認識手段(4)は、分子のそれぞれ
に対応させてサイクリックボルタモグラムの形状を予め
得ておき、前記得られたサイクリックボルタモグラムの
形状が何れのサイクリックボルタモグラムの形状とマッ
チするかを判定し、この判定結果に基づいて分子を認識
するものである請求項5または請求項6に記載の分子認
識装置。
7. The recognizing means (4) obtains a cyclic voltammogram shape corresponding to each molecule in advance, and matches the shape of the obtained cyclic voltammogram with any cyclic voltammogram shape. The molecular recognition device according to claim 5, wherein it is determined whether or not to perform recognition, and the molecule is recognized based on a result of the determination.
【請求項8】 前記得られたサイクリックボルタモグラ
ムの上向きの突出部の面積値に基づいて分子の濃度を検
出する濃度検出手段をさらに含む請求項5から請求項7
の何れかに記載の分子認識装置。
8. The apparatus according to claim 5, further comprising a concentration detecting means for detecting a concentration of a molecule based on an area value of the upward projection of the obtained cyclic voltammogram.
The molecular recognition device according to any one of the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010101839A (en) * 2008-10-27 2010-05-06 Saitama Prefecture Quality evaluating apparatus

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